DE2218089C3

DE2218089C3 - Schienenfahrzeug, insbesondere Reisezugwagen mit Drehgestellen

Info

Publication number: DE2218089C3
Application number: DE2218089A
Authority: DE
Inventors: Hans 3581 Rhünda Dieling
Original assignee: Wegmann and Co GmbH
Current assignee: Waggonfabrik Talbot GmbH and Co KG
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1982-01-14
Also published as: US3941061A; FR2180137A1; DE2218089B2; GB1381699A; IT983819B; JPS4916107A; FR2180137B1; DD102653A5; CH564446A5; DE2218089A1

Description

errechnet, wobei ν die zulässige Radentlastung in Prozent der Normallast, G\ das Gewicht des Drehgestelles und C₂ der auf das Drehgestell entfallende Anteil am Gewicht des Wagenkastens bedeutet

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in den beiden miteinander verbundenen Luftfedern belastungsabhängig gesteuert wird.

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Wankstütze aus einer Drehstabfeder und beiderseits angeordneten waagerechten Hebeln und Anlenkstangen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkstangen (8) bei Geradeausfahrt mit der Senkrechten einen Winkel (α) bilden, derart, daß sich die nach unten gerichteten gedachten Verlängerungen (8a) der Anlenkstangen verschiedener Drehgestelle des gleichen Wagens unter der Wagenmitte schneiden (F i g. 4).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bei Schienenfahrzeugen bekannt, Luftfedern zu verwenden, um eine möglichst weiche Federung zu erzielen, die Stöße und Erschütterungen des Fahrgestelles vollständig aufnimmt, so daß sie im Wagenkasten nicht mehr fühlbar sind. Ein weiterer Vorteil der Luftfedern besteht darin, daß sie auch seitliche Verschiebungen der gegeneinander abgefederten Teile aufzunehmen vermögen.

Diesen Vorteilen stehen jedoch auch Nachteile gegenüber. Die Weichheit der Federung bedingt eine geringe Wankstabilität. Zur Verbesserung des Wankverhaltens des Wagens werden die nebeneinanderliegenden Luftfederbälge in möglichst großem Abstand voneinander angeordnet, um eine möglichst stabile Lagerung des Wagenkastens zu erzielen. Die Luftfederbälge werden in der P.egel einzeln über Regelventile gespeist und sind nicht unmittelbar miteinander verbunden, weil dies den Nachteil hätte, daß die Lagerung des Wagenkastens instabil wäre und dieser bei einseitiger Belastung zur Seite kippen könnte. Diese Steuerung der Luftzufuhr jat jedoch zur Folge, daß die Regelventile auf die Wankbewegungen des Fahrzeuges ansprechen, derart, daß über das eine Ventil Luft in einen Luftfederbalg nachgespeist wird, während gleichzeitig aus dem anderen Luftfederbalg Druckluft ins Freie entweicht Dadurch entsteht ein ständiger Luftverbrauch, der bei längeren Zügen durch den Lokomotivkompressor nicht mehr gedeckt werden kann.

Es ist auch bekannt (DE-AS 10 09 217 und Glasers Annalen 1961, S. 83), die vier Luftfederbälge eines Fahrzeuges über drei Regelventile zu speisen, um dadurch eine Dreipunktabstützung zu erzielen und die Wankstabilität durch Kombinieren der Luftfedern mit

ίο seitlich angeordneten Wankstützen zu verbessern.

Ein weiterer sehr bedenklicher Nachteil der Luftfedern besteht darin, daß mit der Möglichkeit gerechnet werden muß, daß ein einzelner Luftfederbalg während der Fahrt platzt Durch das Platzen eines Luftfederbal-

is ges wird die eine Seite des Drehgestelles entlastet, während der unbeschädigt gebliebene Luftfederbalg auf der anderen Seite des Fahrgestelles seine Tragfähigkeit behält Liegen, wie dies in den meisten Fällen üblich ist, die Luftfederbälge außerhalb der Spurweite, so wird durch die Hebelwirkung sogar noch die entlastete Seite des Drehgestelles angehoben, so daß hohe Entgleisungsgefahr besteht

Es sind auch Schienenfahrzeuge bekannt (US-PS 29 52 224 und US-PS 30 38 416), bei denen die Luftfederbälge über innerhalb der Räder liegenden Längsträgern angeordnet sind und der Abstand der Luftfederbälge geringfügig kleiner ist ak die Spurweite. In diesen bekannten Fällen werden aber die Luftfederbälge nicht unmittelbar miteinander verbunden, sondern

jo einzeln über Regelventile gespeist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Schienenfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erwähnten Bauart so auszubilden, daß die Entgleisungsgefahr herabgesetzt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1.

Um die einseitige Belastung des Drehgestelles beim Platzen eines Luftfederbalges zu vermeiden, stehen beim Gegenstand der Erfindung die Druckräume der Luftfedern umittelbar miteinander in Verbindung. Dies allein würde jedoch die Entgleisungsgefahr noch nicht vollständig beseitigen, denn auch wenn sich beim Platzen eines Luftfederbalges die symmetrisch zu dem geplatzten Balg angeordnete Luftfeder entleert so ist es doch unvermeidbar, daß kurzzeitig eine Entlastung der einen Drehgestellseite stattfindet, die dazu führen kann, daß sich die Räder von den Schienen kurzzeitig abheben, so daß auch in diesem Fall eine Entgleisung eintreten kann. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß diese Entgleisungsgefahr um so größer ist je größer die Breite der Luftfederbasis gewählt wurde. Um auch diese Entgleisungsgefahr zu vermeiden, ist gemäß der Erfindung der Abstand der Luftfedern kleiner als die Spurweite. Dadurch ruht der Wagen auf einer schmalen Basis, wodurch erreicht wird, daß sich beim Platzen eines Federbalges die nunmehr auf den anderen Federbalg allein auswirkende Wagenlast auf die beiden Seiten des Drehgestelles verteilt, und zwar umgekehrt proportional zu der Länge der Abstände der Radkränze von der Wirkungslinie der noch wirksam gebliebenen Luftfeder.

Bei der Wahl des Abstandes der beiden Luftfedern ist davon auszugehen, daß eine Radentlastung ν bis zu

h5 einem gewissen Betrag in Prozenten der Normallast zugelassen werden kann, ohne daß Entgleisungsgefahr eintritt (wobei die Bundesbahn eine Entlastung bis zu 60% der Normallast als zulässig ansieht), und zu

berücksichtigen, daß sich die Radlast aus einem Anteil Gi am Gewicht des Drehgestelles und einem Anteil G₂ am Gewicht des Wagenkastens zusammensetzt; so ergibt sich, daß beim Platzen einer Luftfeder die Mindestradlast nicht unterschritten wira, wenn

·(*♦■)

ist, wobei v— die zulässige Radentlastung in Prozent der Normaiiast, G\ das Gewicht des Drehgestelles und Gi der auf dieses Drehgestell entfallende Anteil des Gewichtes des Wagenkastens bedeutet. Nicht berücksichtigt sind in dieser Formel Radlastunterschiede, die durch die elastische Verformung im Drehgestell bei Verwindung bedingt sind.

Nach Anspruch 2 wird eine vorteilhafte Weiterbildung darin gesehen, daß der Druck in den beiden miteinander verbundenen Luftfedern belastungsabhängig gesteuert wird.

Neben der Beseitigung der Entgleisungsgefahr bringt der Gegenstand der Erfindung noch den weiteren Vorteil, daß die Luftfederbälge nicht mehr einzeln gesteuert werden müssen, vielmehr eine Druckluftsteuerung nur zur Niveauregelung erforderlich ist so daß ein Luftverbrauch nur insoweit eintritt, als durch Änderung der Zuladung bedingt ist

Dies bringt eine erhebliche Verminderung des Luftverbrauches, so daß auch lange Reisezüge aus solchen Wagen zusammengestellt werden können, ohne daß die Leistungsfähigkeit des Lokomotivkomp: sssors überschritten wird. Die Druckluftsteuerung wird damit insgesamt wesentlich vereinfacht und weniger störanfällig.

Für den Fall, daß wegen Beschädigung einer Luftfeder oder wegen mangelnder Druckluft mit drucklosen Luftfedern gefahren werden muß, muß in allen Fällen eine Notfederung vorgesehen sein. Diese Notfederung muß so nachgiebig sein, daß auch in der maximal zulässigen Gleisverwindung die einseitige Radentlastung das zulässige Maß nicht überschreitet. Die beim Gegenstand der Erfindung vorgesehene schmale Basis der Luftfederung bedingt, daß auch der für die Notfederung erforderliche Federweg, der sich zum Luftfederweg addiert, kleiner wird, womit sich auch der Raum, der zwischen Wagen und Drehgestell freigehalten werden muß, vermindert, was sich auf die Fußbodenhöhe des Fahrzeuges günstig auswirkt. Beim Platzen einer Luftfeder sinkt der Wagen auf die Notfeder ab. Dabei wird potentielle Energie frei, die um so größer ist, je größer die Strecke ist, um die der Wagen absinkt Die Verkleinerung des Gesamtfederweges wirkt sich auch hier günstig aus.

Wird eine Wankstütze vorgesehen, die in an sich bekannter Weise aus einer Drehstabfeder and beiderseits an dieser angeordneten waagerechten Hebeln und Anlenkstangen besteht, so können die Anlenkstangen nach Anspruch 3 so angeordnet sein, daß sie bei Geradeausfahrt mit der Senkrechten einen Winkel bilden, derart, daß sich die nach unten gerichteten gedachten Verlängerungen der Anlenkstangen verschiedener Drehgestelle des gleichen Wagens unter der Wagenmitte schneiden.

Dadurch wird erreicht, daß sich bei Kurvenfahrt die Anienkstangen an der Bogenaußenseite steiler stellen und damit den Wagenkasten außen etwas anheben, während sich an der Bogcninnenseite der Winkel der Anlenkstangen gegen die Senkrechte vergrößert, so daß die Wageninnenseite etwas abgesenkt wird.

Der Hauptanspruch soll nur als Kombinationsanspruch Gültigkeit haben.

Unteranspruch 2 gilt nur in Verbindung mit Anspruch 1 als echter Unteranspruch.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert, dabei zeigt

F i g.l einen Querschnitt durch ein Schienenfahrzeug mit Drehgestell,

Fig.2 eine Aufsicht auf das Drehgestell des Fahrzeuges nach F i g. 1,

F i g. 3 das gleiche Drehgestell in Seitenansicht und

F i g. 4 eine andere Ausführungsform der Anbringung ι s der Wankstütze bei der Anordnung nach F i g. 3.

Die Erfindung wird an Hand eines Reisezugwagens für sehr hohe Geschwindigkeiten, der zusätzlich in an sich bekannter Weise mit einer Drehhemmung versehen ist, erläutert Handelt es sich um Reisezugwagen für weniger hohe Geschwindigkeiten, so kann die Drehhemmung und damit der im Ausführungsbeispiel vorgesehene Zwischenträger entfallen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 3 stützt sich der Wagenkasten 1 über die Luftfedern 2 auf den Zwischenträger 3 ab, der sich seinerseits über die Gleitstücke 4 auf das Drehgestell 5 abstützt. Der Abstand a der strichpunktiert eingezeichneten Wirkungslinien der beiden Luftfedern 2 ist wie F i g. 1 zeigt kleiner als die Spurweite S, und zwar beiderseits um die Abstände b. Da die beiden Luftfederbälge unmittelbar miteinander in Verbindung stehen und sich auf gleichem Druck befinden, verteilt sich das Gewicht P des Wagenkastens gleichmäßig auf beide Räder, so daß die

Radlast auf beiden Seiten-beträgt Nimmt man an, daß

einer der beiden Luftfederbälge platzt so tritt vorübergehend der Zustand ein, daß die ganze Last P des Wagenkastens auf dem anderen Luftfederbalg liegt und sich auf die Räder im Verhältnis b: (a+ b) verteilt Wäre die Radlast allein durch das Gewicht des Wagenkastens bestimmt so würde daraus folgen, daß,

wenn der Raddruck nicht unter 0,4· - absinken soll, der

Abstand a gleich oder kleiner 0,6 ■ S sein müßte. Berücksichtigt man noch das Gewicht Gi des Drehgestelles im Verhältnis zu dem auf dieses Drehgestell entfallenden Anteil des Gewichtes G₂ des Wagenkastens, so ist dieser Grenzwert noch mit

(£♦■)

zu multiplizieren.

Da der verhältnismäßig kleine Abstand a zwischen den Luftfedern ein ungünstiges Wankverhalten des Wagenkastens 1 zur Folge hätte, ist eine Wankstütze vorgesehen, die aus der Drehstabfeder 6, den horizontalen Hebeln 7 und den Verbindungsstangen 8 besteht, deren untere Enden entweder am Zwischenträger 3 oder am Drehgestell 5, wie in Fig.3 gestrichelt gezeichnet angelenkt sind. Bei der in F i g. 3 dargestellten Anordnung stehen die Verbindungsstangen 8 in Ruhestellung senkrecht was bedeutet daß sich ein Ausdrehen des Drehgestelles auf den Wagenkasten nicht auswirkt, weil dabei die Verbindungsstangen 8 auf beiden Seiten des Wagens um gleiche Beträge schräg gestellt werden und deshalb auch die Hebel 7 kleine Schwenkbewegungen um den gleichen Winkelbetrag nach unten ausführen. Einer seitlichen Neigung des

Wagenkastens 1 gegen das Drehgestell wirkt aber die Wankstütze entgegen, weil dabei der eine der Hebel 7 nach oben, der andere nach unten bewegt und dabei die Drehstabfeder 6 verwunden wird.

Die Verbindungsstangen 8 können aber, wie in F i g. 4 dargestellt, auc^: um den Winkel α schräg gestellt werden, und zwar so, daß bei Geradeausfahrt die unteren Enden der Verbindungsstangen der Wagenmitte näher sind als die oberen Enden, oder mit anderen Worten ausgedrückt, daß sich die nach unten gerichteten gedachten Verlängerungen 8a der Anlenkstangen unter der Wagenmitte schneiden. Bei Kurvenfahrt bewegt sich dann der Anlenkpunkt 9 an der Bogeninnenseite gegen die Wagenmitte, so daß an dieser Seite der Wagenkasten gesenkt wird, während sich der entsprechende Anlenkpunkt an der Wagenaußenseite gegen das Wagenende zubewegt, und daher der Wagenkasten an dieser Seite angehoben wird.

Handelt es sich um einen Reisezugwagen für sehr hohe Geschwindigkeiten, so kann zusätzlich noch eine Drehhemmung vorgesehen werden. Zu diesem Zweck ist der Zwischenträger 3 durch die horizontalen Hebel 10 und die kurzen senkrechten Hebel 11 mit dem drehsteifen Rohr 12 verbunden, das in den

Wagenkasten 1 angebrachten Lagern 13 drehbar ist. Auf diese Weise ist der Zwischenträger 3 mit dem Wagenkasten so verbunden, daß die Federung des Wagenkastens in keiner Weise beeinträchtigt wird, der s 2Svischenträger sich aber beim Ausdrehen des Drehgestelles gegen den Wagenkasten nicht verdrehen kann. Der Zwischenträger liegt über die Gleitstücke 4 ungefedert auf dem Drehgestell 5, so daß beim Ausdrehen des Drehgestelles diese Reibung überwun-

in den werden muß. Dadurch wird erreicht, daß das Drehgestell beim Durchfahren von Kurven sich ausdrehen kann, daß aber die beim Sinuslauf eines Drehgestelles auftretenden kleinen Drehungen gebremst werden und damit der Sinuslauf stark gedämpft

is wird. Die Längsmitnahme des Drehgestelles erfolgt in bekannter Weise durch eine Anlenkstange 14, deren eines Ende mit dem Drehgestell und deren anderes Ende mit dem Wagenkasten gelenkig verbunden ist.

Die Luftfedern 2 sind mit einer Notfederung 15 versehen, die nur eine geringe Plastizität aufweisen muß, und dank dem Umstand, daß sich die Luftfedem innerhalb der Spurweite befinden, kann ein Behalter 16 für das Zusatzvolumen direkt unter jeder Luftfeder angeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schienenfahrzeug, insbesondere Reisezugwagen, mit Drehgestellen, auf die sich der Wagenkasten über zwei symmetrisch zur Längsmittelebene angeordneten Luftfedern abstützt, die mit einer Wankstütze kombiniert sind, über die der Wagenkasten mit dem Drehgestell oder einem Zwischenträger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume der Luftfedern (2) unmittelbar miteinander in Verbindung stehen und der Abstand (a) der Luftfedern kleiner als die Spurweite (S) ist und sich aus der Formel